JPH05106607A - 油圧アクチユエータの速度・推力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御切換時にハンチング現象が発生せず、各
補償要素のゲインも最適に選択できるようにし、動特性
を損なうことなく静的な制御精度も向上させる。 【構成】 油圧シリンダ２１を増幅器２３の出力電流に
よって駆動される三方弁（制御弁）２２によって油圧制
御する。その油圧シリンダ２１の動作速度と推力（圧
力）を検出し、速度指令値Ｖｃと速度検出値Ｖf/b との
偏差ΔＶを第１の補償要素３３を介して増幅器２３に入
力させて速度制御を行なう第１の閉ループ系と、推力指
令値Ｆｃと推力検出値Ｆf/b との偏差ΔＦを第２の補償
要素３４を介して増幅器２３に入力させて推力制御を行
なう第２の閉ループ系とを形成すると共に、制御系切換
回路３５によって、第１の補償要素３３の出力Ｖｓと第
２の補償要素３４の出力Ｆｓのうち値が小さい方の出力
を増幅器２３に入力させるようにして速度制御と推力制
御を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧シリンダ，油圧
モータ等の油圧アクチュエータの動作速度を速度指令値
に保つ速度制御系と、その推力を推力指令値に保つ推力
制御系とを備えた油圧アクチュエータの速度・推力制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような油圧アクチュエータの速度・
推力制御装置に類似した従来の装置として、例えば特開
昭６４−３２０８２号公報に記載されているような流体
ポンプの流量・圧力制御装置がある。

【０００３】その基本的なものは図１６に示すように構
成され、通常の流量制御のときにはスイッチ４がＡ側に
切り換わっており、可変容量形油圧ポンプ部（流体ポン
プである可変容量形油圧ポンプとその斜板等の容量可変
機構を制御する手段及びそれを駆動する増幅器等を含
む）１の例えば斜板に取付けた角度センサにより斜板角
度θすなわち吐出流量Ｑを検出し、流量指示値Ｑｃとの
偏差を補正要素であるサーボ増幅器２に入力させ、その
出力によって吐出流量Ｑが流量指示値Ｑｃと一致するよ
うに可変容量形油圧ポンプ部１の斜板角度をフィードバ
ック制御する。その結果、シリンダ６は一定の移動速度
で駆動される。

【０００４】そして、シリンダ６がストロークエンドに
達するか対象物１０に当って機械的に停止すると、シリ
ンダ６内の圧力が急激に上昇し始める。その圧力検出値
Ｐが圧力指令値Ｐｃと所定値αとの差（Ｐｃ−α；Ｐｃ
より僅かに低い値）に達すると、比較器５の出力が反転
してスイッチ４をＢ側に切り換え、圧力指示値Ｐｃと圧
力検出値Ｐの偏差をサーボ増幅器３に入力させ、その出
力によって圧力検出値Ｐが圧力指示値Ｐｃと一致するよ
うに可変容量形油圧ポンプ部１の斜板角度をフィードバ
ック制御する圧力制御が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、流量制御状
態と圧力制御状態の切換は、（Ｐｃ−α）−Ｐによって
のみ下記のように行なわれる。なお、Ｇｐ，Ｇｑはそれ
ぞれサーボ増幅器３，２の増幅率である。 （Ｐｃ−α）−Ｐ ＳＷ４ 油圧ポンプ操作量 ≦０ Ｂ （Ｐｃ−Ｐ）Ｇｐ ＞０ Ａ （Ｑｃ−Ｑ）Ｇｑ

【０００６】ここで、制御状態が切り換わるとき、すな
わち（Ｐｃ−α）−Ｐ＝０のとき、（Ｐｃ−Ｐ）Ｇｐと
（Ｑｃ−Ｑ）Ｇｑは通常等しくない（等しくなることも
あり得るが、状態によって変化するため一般には等しく
ない）。したがって、吐出負荷回路圧が上昇して（Ｐｃ
−α）−Ｐ＝０になったとき、油圧ポンプ操作量に飛躍
が起きる。すなわち、（Ｑｃ−Ｑ）Ｇｑから（Ｐｃ−
Ｐ）Ｇｐへ信号が低下する、それによって瞬間的に負荷
圧力が降下して（Ｐｃ−α）−Ｐ＞０になり、操作量が
再度飛躍する。これを繰り返してハンチング状態とな
る。

【０００７】このような問題を改善するために、特開昭
６４−３２０８２号公報には図１７の(Ａ)及び(Ｂ)に示
すように構成した流量・圧力制御装置が提案されてい
る。これらの図において、図１６と対応する部分には同
一の符号を付してある。なお、１１は方向切換弁、１２
は出力電圧上限リミット回路である。

【０００８】これらの構成によれば、サーボ増幅器２，
３の増幅率をＧｑ，Ｇｐとしたとき、流量制御のゲイン
はＧｑで決定され、圧力制御のゲインはＧｐ×Ｇｑで決
定され、流量制御／圧力制御切換特性（カットオフ幅）
はＧｐによって決定される。これらによれば、前述の場
合のような制御切換時における油圧ポンプ操作量の飛躍
は起こらず、切換点におけるハンチング現象は改善され
る。

【０００９】しかし、一般に圧力制御は流量制御に比べ
てフィードバックゲインが高いため、制御ゲインを低く
おさえなければならない。そこで、Ｇｐ×Ｇｑを低くし
たいが、Ｇｑが高いためＧｐを非常に低くしなければな
らず、その結果カットオフ幅が大きくなり、ポンプの最
大動力点を使えなくなる等の問題が生じる。これを改善
する目的でＧｐを高くするとＧｑを低くせざるを得ず、
そうすると流量制御時の応答性が低下するという問題が
生じる。このような問題は、上述の油圧ポンプを油圧ア
クチュエータに置き換え、その動作速度及び推力を検出
してフィードバック制御を行なうようにした油圧アクチ
ュエータの速度・推力制御装置においても同様に生じ
る。

【００１０】この発明はこのような問題に鑑みてなされ
たものであり、油圧アクチュエータの速度・推力制御装
置において、制御切換時にハンチング現象が発生するこ
となくなめらかに切り換えがなされ、且つ各補償要素の
ゲインを最適に選択できるようにして効率をよくし、動
特性を損なうことなく静的な制御精度も向上させること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明による油圧アク
チュエータの速度・推力制御装置は、上記の目的を達成
するため、油圧シリンダ，油圧モータ等の油圧アクチュ
エータと、該油圧アクチュエータに圧油を供給してその
動作速度と推力を制御する制御弁と、該制御弁を駆動す
る増幅器と、上記油圧アクチュエータの動作速度を検出
する速度検出手段と、その推力を検出する推力検出手段
とを備え、速度指令値と上記速度検出手段による速度検
出値との偏差を第１の補償要素を介して上記増幅器に入
力させて速度制御を行なう第１の閉ループ系と、推力指
令値と上記推力検出手段による推力検出値との偏差を第
２の補償要素を介して上記増幅器に入力させて推力制御
を行なう第２の閉ループ系とを形成すると共に、上記第
１の補償要素の出力と第２の補償要素の出力のうち値が
小さい方の出力を上記増幅器に入力させるようにして上
記第１の閉ループ系と第２の閉ループ系とを切り換える
制御系切換手段を設けたものである。

【００１２】

【作用】この発明によれば、速度指令値をＶｃ，速度検
出値をＶ，推力指令値をＦｃ，圧力検出値をＦ，第１の
補償要素のゲインをＧｖ，第２の補償要素のゲインをＧ
ｆとすると、 （Ｖｃ−Ｖ）Ｇｖ＜（Ｆｃ−Ｆ）Ｇｆ のときは操作量（Ｖｃ−Ｖ）Ｇｖが上記増幅器に入力さ
れて、第１の閉ループ系による速度制御が行なわれ、 （Ｖｃ−Ｖ）Ｇｖ≧（Ｆｃ−Ｆ）Ｇｆのときは操作量
（Ｆｃ−Ｆ）Ｇｆが上記増幅器に入力されて、第２の閉
ループ系による推力制御が行なわれる。

【００１３】したがって、制御の切換点では（Ｖｃ−
Ｖ）Ｇｖ＝（Ｆｃ−Ｆ）Ｇｆであり、操作量が（Ｖｃ−
Ｖ）Ｇｖから（Ｆｃ−Ｆ）Ｇｆになっても飛躍は起こら
ず、制御系切換時にハンチング現象が発生するようなこ
とはない。また、各補償要素のゲインＧｖ，Ｇｆを各々
単独に最適値に設定できるため、各制御の特性も良好で
効率のよいものとし、動特性を損なうことなく静的な制
御精度も向上することができ、Ｇｆに積分補償などをす
れば非常にシャープなカットオフ特性を実現することが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実実施例を図面に基づいて
具体的に説明する。図１はこの発明の一実施例の油圧ア
クチュエータの速度・推力制御装置の構成を示すブロッ
ク図であり、図２はその具体的な機構及び回路例を示す
図である。

【００１５】まず図１によってこの実施例の構成を説明
すると、２０は油圧アクチュエータ部であり、油圧アク
チュエータである油圧シリンダ２１と、この油圧シリン
ダ２１に圧油を供給してその動作速度と推力を制御する
制御弁である三方弁２２と、この三方弁２２を駆動する
増幅器２３と、油圧シリンダ２１の動作速度を検出する
速度センサ２４（速度検出手段）と、油圧シリンダ２１
の推力を検出する圧力センサ２５（推力検出手段）とか
らなる。

【００１６】一方、３０は速度・推力補償部であり、偏
差検出部３１，３２とサーボ増幅器等による第１の補償
要素３３及び第２の補償要素３４と制御系切換回路３５
（制御系切換手段）とからなる。

【００１７】そして、偏差検出部３１によって速度指令
値Ｖｃと速度センサ２４による速度検出値Ｖf/b との偏
差ΔＶを検出し、それを第１の補償要素３３を介して増
幅器２３に入力させて速度制御を行なう第１の閉ループ
系と、偏差検出部３２によって推力指令値Ｆｃと圧力セ
ンサ２５による推力検出値Ｆf/b との偏差ΔＦを検出
し、それを第２の補償要素３４を介して増幅器２３に入
力させて推力制御を行なう第２の閉ループ系とを形成
し、制御系切換回路３５が第１の補償要素３３の出力と
第２の補償要素３４の出力のうち値が小さい方の出力を
増幅器２３に入力させるようにして、第１の閉ループ系
と第２の閉ループ系とを切り換える。

【００１８】図２の（Ａ）によってさらに具体的に説明
すると、三方弁２２はスプリングオフセット形の電磁三
方弁であり、シリンダ２２ａ内で摺動自在なスプール２
２ｂがスプリング２２ｃによって図で右方へ付勢されて
おり、ソレノイド２２ｄが増幅器２３の出力電流Ｉｓに
よって付勢されると、その電磁力により作動するプッシ
ュロッド２２ｅによって左方へ押し戻される。

【００１９】そして、図示の中立状態では方向切換弁２
７を介してシリンダ２１に接続されたポートＣを閉鎖し
ているが、増幅器２３の出力電流Ｉｓが増加すると、ソ
レノイド２２ｄの電磁力が強まるのでスプール２２ｂが
スプリング２２ｃの付勢力に抗して左行し、ポートＣを
油圧ポンプ２８からの圧油供給ラインに接続されたポー
トＰに接続する。それによって、シリンダ２１へ圧油が
供給されてそのピストンを作動させる。その動作速度
は、増幅器２３の出力電流Ｉｓが増加する程供給される
油量が多くなるので速くなる。

【００２０】これと逆に、増幅器２３の出力電流Ｉｓが
減少すると、ソレノイド２２ｄの電磁力が弱まるのでス
プール２２ｂがスプリング２２ｃの付勢力によって右行
し、ポートＣをタンク２６に接続されたポートＴに接続
する。それによって、シリンダ２１内の油圧が低下して
そのピストンの作動が停止する。そして、増幅器２３の
出力電流Ｉｓが減少する程圧油のタンクへの流出量が増
加するため、ピストンの推力が減少する。方向切換弁２
７を切り換えると、油圧シリンダ２１のピストンの移動
方向が逆になる。

【００２１】速度センサ２４は、例えば油圧シリンダ２
１のピストンロッド２１ａに取付けたエンコーダと、ピ
ストンロッド２１ａの移動に応じてそのエンコーダが発
生するパルスの周波数を電圧信号に変換するＦ／Ｖ変換
器によって構成し、油圧シリンダ２１の動作速度を検出
して、その検出値Ｖf/b を速度・推力補償部３０へフイ
ードバックする。

【００２２】圧力センサ２５は、三方弁２２から油圧シ
リンダ２１への圧油供給ラインの圧力を検出して電圧信
号に変換し、油圧シリンダ２１の推力検出値Ｆf/b とし
て速度・推力補償部３０へフイードバックする。この推
力検出手段としては、ロードセルを使用してもよい。

【００２３】速度・推力補償部３０の第１の補償要素３
３は、比例増幅部３３ａ，積分増幅部３３ｂ，及び微分
増幅部３３ｃの並列回路で構成されており、場合によっ
てはこれらの１つあるいは２つを組み合わせて用いても
よい。第２の補償要素３４も、比例増幅部３４ａ，積分
増幅部３４ｂ，及び微分増幅部３４ｃの並列回路で構成
されており、場合によってはこれらの１つあるいは２つ
を組み合わせて用いてもよい。

【００２４】制御系切換回路３５は、第１の補償要素３
３の出力値Ｖｓ（速度操作量）と第２の補償要素３４の
出力値Ｆｓ（推力操作量）の値を比較する比較器３６
と、その出力によって切換制御されるスイッチ回路３７
とからなり、Ｖｓ＜Ｆｓのときは、比較器３６の出力が
ローレベル“Ｌ”になっていてスイッチ回路３７をＡ側
にして、第１の補償要素３３の出力値Ｖｓを操作量Ｓと
して増幅器２３に入力させ、Ｖｓ≧Ｆｓになると、比較
器３６の出力がハイレベル“Ｈ”になってスイッチ回路
３７をＢ側に切り換えて、第２の補償要素３４の出力値
Ｆｓを操作量Ｓとして増幅器２３に入力させる。

【００２５】あるいは、この制御系切換回路３５に代え
て、図２の（Ｂ）に示すように、第１の補償要素３３の
出力値Ｖｓと第２の補償要素３４の出力値Ｆｓをそれぞ
れ反転入力とする２個のオペアンプ３９ａ，３９ｂと、
その各出力端子にカソード側を非反転入力端子にアノー
ド側をそれぞれ接続した２個のダイオードＤａ，Ｄｂを
組合わせ、入力ＶｓとＦｓのうち値が小さい方の信号を
操作量Ｓとして増幅器２３に入力させるようにしてもよ
い。

【００２６】なお、この実施例では三方弁２２として、
スプリングオフセット形の電磁三方弁を用いているの
で、制御系切換回路３５からの出力がゼロのときに、こ
の三方弁２２が図２の（Ａ）に示す中立位置となるよう
に、加算回路３８によって制御系切換回路３５からの出
力にバイアス電圧Ｅｂを加えて増幅器２３に入力させる
ようにしている。

【００２７】次に、この実施例の作用を図３乃至図８の
線図によって説明する。図３乃至図５はこの実施例の静
特性を示す線図であり、図３は油圧シリンダ２１を速度
制御するシリンダストローク時における速度指令値Ｖｃ
とシリンダ速度Ｖ（Ｖf/b として検出）との関係を示
す。

【００２８】図４は、油圧シリンダ２１を推力制御する
シリンダストップ時（ピストンロット２１ａに大負荷が
かかったり、シリンダエンドに至った時）における推力
指令値Ｆｃとシリンダ推力Ｆ（Ｆf/b として検出）との
関係を示す。図５は、速度／推力切換時のシリンダ速度
と推力指令値との関係を示し、従来のこの種の装置の静
特性は破線で示すようになっていたが、この実施例によ
れば実線で示すように静特性が向上する。

【００２９】図６乃至図８はそれぞれ動特性（過渡特
性）を示す線図であり、図６はシリンダストローク時、
図７はシリンダストップ時、図８は速度／推力切換時に
おける速度指令Ｖｃと検出速度Ｖf/b 及び推力指令Ｆｃ
と検出推力Ｆf/b の関係をそれぞれ示す。

【００３０】図９は図２の（Ａ）の各部の出力特性を示
す線図であり、（イ）はシリンダ速度の誤差である偏差
ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖf/b と、推力の誤差である偏差ΔＦ＝Ｆ
ｃ−Ｆf/b の各変化を示す。シリンダエンドに至ると、
推力Ｆは急激に上昇して指令値Ｆｃに近づくため偏差Δ
Ｆは急激に減少して、第２の補償要素３４の出力Ｆｓが
減少する。そして、この値がこれ迄速度Ｖを制御してい
た第１の補償要素３３の出力Ｖｓを下回るため、速度は
減少してゼロに近づく。このとき、増幅器２３にはＦｓ
が受け渡されて、三方弁２２は検出推力Ｆf/b が推力指
令Ｆｃの値を保つように供給油圧を調整する。

【００３１】（ロ）は第２の補償要素３４内の比例増幅
部３４ａ，積分増幅部３４ｂ，及び微分増幅部３４ｃの
各出力値Ｐｆ（比例分），Ｉｆ（積分分），Ｄｆ（微分
分）を示し、それらの合計である推力操作量Ｆｓを
（ハ）に示す。これが第２の補償要素３４の出力値とし
てスイツチ回路３７の固定端子Ｂへ送られる。

【００３２】（ニ）は第１の補償要素３３内の比例増幅
部３３ａ，積分増幅部３３ｂ，及び微分増幅部３３ｃの
各出力値Ｐｖ（比例分），Ｉｖ（積分分），Ｄｖ（微分
分）を示し、それらの合計である速度操作量Ｖｓを
（ホ）に示す。これが第１の補償要素３３の出力値とし
てスイツチ回路３７の固定端子Ａへ送られる。この操作
量ＶｓとＦｓのうちの値が小さい方が制御系切換回路３
５によって選択されて、（ヘ）に示す操作量Ｓとして増
幅器２３に入力される。

【００３３】このようにして、操作量がＶｓ＜Ｆｓのと
きは速度操作量Ｖｓによる速度制御を行ない、Ｖｓ≧Ｆ
ｓになると推力操作量Ｆｓによる推力制御を行なうの
で、その切換点ではＶｓ＝Ｆｓであり、操作量ＳがＶｓ
からＦｓに切り換わっても飛躍は起こらず、切換時にハ
ンチング現象が発生するようなことはない。

【００３４】なお、，第１の補償要素３３の総合ゲイン
をＧｖ，第２の補償要素３４の総合ゲインをＧｆとする
と、操作量Ｖｓ及びＦｓは次式により求められる。 Ｖｓ＝Ｐｖ＋Ｉｖ＋Ｄｖ＝（Ｖｃ−Ｖf/b）Ｇｖ Ｆｓ＝Ｐｆ＋Ｉｆ＋Ｄｆ＝（Ｆｃ−Ｆf/b）Ｇｆ そして、（Ｖｃ−Ｖf/b）Ｇｖ＜（Ｆｃ−Ｆf/b）Ｇｆ
のときは第１の閉ループ系による速度制御が行なわれ、
（Ｖｃ−Ｖf/b）Ｇｖ≧（Ｆｃ−Ｆf/b）Ｇｆのときは第
２の閉ループ系による推力制御が行なわれる。

【００３５】さて、第１，第２の補償要素３３，３４の
形態は様々なものがあり、また本構成によればそれらに
対応することが容易である。ここでは、代表的なものと
してＰＩＤ補償を用いて説明した。この場合、各補償要
素のゲインＧｖ（比例増幅部３３ａ，積分増幅部３３
ｂ，及び微分増幅部３３ｃの各ゲイン），Ｇｆ（比例増
幅部３４ａ，積分増幅部３４ｂ，及び微分増幅部３４ｃ
の各ゲイン）を各々単独に最適値に設定できるため、各
制御の特性も良好で効率のよいものとすることができ、
Ｇｆに積分補償などを用いているので、非常にシャープ
なカットオフ特性を実現することができる。

【００３６】次に、この実施例によって射出成形機の射
出シリンダの工程を制御する場合の作用について、図１
０乃至図１２によって説明する。図１０乃至図１２にお
いて、図１及び図２の（Ａ）と対応する部分には同一の
符号を付してある。４０は固定型４０ａと移動型４０ｂ
からなる金型で、内部に成形すべき品物の形状に応じた
キャビティ４０ｃとそこへ通じるゲート４０ｄを形成し
ている。

【００３７】４１は先端にノズル４１ａを備えた加熱シ
リンダで、内部に回転及び摺動可能なスクリュ４２を有
し、図示しないホッパから樹脂材料が供給されると、図
示しないヒータによって加熱して溶融させる。そして、
スクリュ４２が図示しない油圧モータによって回転さ
れ、射出シリンダ２１によって矢示方向へ押し込まれる
と、溶融した樹脂４３が押し出されてノズル４１ａから
金型４０のゲート４０ｄ内に射出される。これらは公知
の射出成形機の構成である。

【００３８】この射出シリンダ２１の後部室２１ａ又は
前部室２１ｂに方向切換弁２７及び三方弁２２を介して
油圧ポンプ２８からの圧油を導入して、射出成形工程を
制御する。この射出シリンダ２１の動きは、始めは加熱
シリンダ４１の先頭部のノズル４１ａから樹脂４３が射
出され、金型４０のゲート４０ｄに至るまで軽負荷で速
く動き、次に金型４０のキャビティ４０ｃに樹脂４３を
注入するとき、ゲート通過の圧力損失分だけ加熱シリン
ダ４１内の樹脂圧が上昇する。同時に、射出シリンダ２
１の後部室２１ａの油圧力すなわち推力が上昇する。こ
の値が推力指令値Ｆｃに近づくことにより速度Ｖを減少
し、樹脂４３のゲート部圧力損失を補償する“圧力射
出”となり、低速行程となる。

【００３９】次に、推力指令値Ｆｃを上昇させることに
より再度高速射出が行なわれ、金型４０のキャビティ４
０ｃが充填されると樹脂圧力は更に上昇し、再度推力指
定値Ｐｃに近づくため、速度Ｖは減少し、推力制御をす
る“保圧行程”に移行する。図１０は、加熱シリンダ４
１のノズル４１ａが金型４０に到達して、樹脂４３がゲ
ート４０ｄ内に注入され始めるまでの工程を示す。この
工程では、射出シリンダ２１がスクリュ４２を高速で押
すので負荷圧は軽く、射出シリンダ２１への供給流量は
多いため図６に示したような速度制御を行なう。これは
図５のＡ−Ｂ部でありシリンダ速度一定の制御領域であ
る。

【００４０】すなわち、速度検出値Ｖf/b は速度指令値
Ｖｃに近づき、推力検出値Ｆf/b は推力指令値Ｆｃより
かなり小さいので、速度偏差ΔＶと推力偏差ΔＦとを比
較するとΔＶ＜ΔＦなので、第１の補償要素３３が出力
する操作量Ｖｓと第２の補償要素３４が出力する操作量
ＦｓもＶｓ＜Ｆｓになるので、制御系切換回路３５は図
１０に矢印付き実線で示すように値が小さい方の操作量
Ｖｓを選択して操作量Ｓとして増幅器２３に入力させ
る。それにより、増幅器２３はその入力操作量Ｓに応じ
て出力電流Ｉｓ即ち三方弁２２のソレノイドに流す電流
を増減して油圧ポンプ２８から射出シリンダ２１への圧
油供給量を制御する。

【００４１】図１１は、加熱シリンダ４１のノズル４１
ａから射出される樹脂４３が金型４０のゲート孔を通し
て型室４０ｃ内へ注入される工程を示す。この工程で
は、樹脂４３がゲート４０ｄを通過するために圧力損失
を生じ、これを補償するために射出シリンダ２１への供
給油圧が上昇し、これによってＦf/b はＦｃに近づく。
従ってＦｓの値が減少し、Ｖｓの値を下回るようになる
ため、ポンプ２８は吐出流量を減少し、射出シリンダ２
１の速度が遅くなる。

【００４２】そして、Ｖｓ＝Ｆｓになるまでは、制御系
切換回路３５が矢印付き破線で示すように、第１の補償
要素３３が出力する操作量Ｖｓを選択して操作量Ｓとし
て増幅器２３に入力させて速度制御を行なっているが、
Ｖｓ＝Ｆｓになると矢印付き実線で示すように、第２の
補償要素３４が出力する操作量Ｆｓを選択して操作量Ｓ
として増幅器２３に入力させるように制御系を切り換
え、以後Ｖｓ≧Ｆｓの間は図７に示したような推力制御
を行なう。これは図５のＢ−Ｃ部でありシリンダ推力一
定の制御領域である。

【００４３】図１２は、金型４０の型室４０ｃ内に樹脂
４３が充満した後の保圧工程を示す。この工程では、射
出シリンダ２１のピストンが停止するのでシリンダ速度
はゼロになるが、一定の圧力を保持する必要があるため
前述の推力制御を継続する。これは図５にＢで示すシリ
ンダ速度ゼロで推力一定の制御点である。このように、
この実施例の装置を用いることにより、射出成形機にお
ける速度／推力制御を行なう工程を、単一の油圧ポンプ
と射出シリンダの組合せで実現できる。しかも、そのた
めのコストアップを最小限に抑えることができる。

【００４４】さて、上述の実施例においては、速度／推
力制御の切り換え時に、図８の推力特性曲線に見られる
ように多少のオーバシュートが発生するが、これを小さ
くするようにしたこの発明の他の実施例について、図１
３乃至図１５によって説明する。図１３はこの実施例の
要部のみを示す回路図であり、その他の部分は図２の
（Ａ）に示した前述の実施例と同じである。

【００４５】この実施例は、第２の補償要素３４′が図
２の（Ａ）の第２の補償要素３４と若干異なり、その比
例増幅部３４ａ′の特性を図１４に示すような非線形特
性にする。さらに、比例増幅部３４ａ′，積分増幅部３
４ｂ，微分増幅部３４ｃの各出力を合算した後補正増幅
部３４ｄを通して出力するようにし、その補正増幅部３
４ｄの特性を図１５に示すように非線形（必ずしも非線
形でなくてもよい）にすることにより、更にオーバシュ
ートを抑えられるが、この補正増幅部３４ｄを設けず
に、比例増幅部３４ａ′の特性を図１４に示すような非
線形特性にするだけでも有効である。

【００４６】このように、制御切換時のオーバシュート
（圧力ピーク）を抑制することにより、この装置を使用
する場合の安全性を高め、ショック（騒音や振動）を低
減することができ、制御対象を保護することができる。
例えば、ケーブルの張力制御をするような場合、オーバ
シュートによってケーブルが切断されるような恐れがな
くなる。また、ショック低減は構造振動を抑えるもので
あり、工作機械や射出成形機等の産業機械においては、
公害低減の効果がある他に、製品の寸法精度向上にも寄
与すると思料される。

【００４７】なお、上述の各実施例では、この発明を油
圧シリンダの速度・推力制御装置に適用した場合につい
て説明したが、この発明は油圧モータのような他の油圧
アクチュエータの速度・推力制御装置にも同様に適用で
きる。その場合、油圧アクチュエータの動作速度の検出
を回転数の検出によって行なうようにしてもよいことは
勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る油圧アクチュエータの速度・推力制御装置は、制御切
換時にハンチング現象が発生することなくなめらかに切
り換えがなされ、各補償要素のゲインも最適に選択でき
るので効率がよく、動特性を損なうことなく静的な制御
精度も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】同じくその具体的な機構及び回路例を示す構成
図である。

【図３】同じくそのシリンダストローク時の静特性を示
す線図である。

【図４】同じくそのシリンダストップ時の静特性を示す
線図である。

【図５】同じくその速度／推力切換時の静特性を示す線
図である。

【図６】同じくそのシリンダストローク時の動特性を示
す線図である。

【図７】同じくそのシリンダストップ時の動特性を示す
線図である。

【図８】同じくその速度／推力切換時の動特性を示す線
図である。

【図９】同じく制御切換時における図２に示した装置の
各部の出力特性を示す線図である。

【図１０】図２に示した実施例によって射出成形機の射
出シリンダの工程を制御する場合の金型内への樹脂の注
入が始まるまでの初期工程を示す図である。

【図１１】同じく樹脂の注入が開始された後の中期工程
を示す図である。

【図１２】同じく金型内に樹脂が充満した後の保圧工程
を示す図である。

【図１３】制御切換時に発生するオーバシュートを抑制
するようにしたこの発明の他の実施例の要部のみを示す
回路図である。

【図１４】図１３における比例増幅部３４ａ′の特性例
を示す線図である。

【図１５】同じく図１３における補正増幅部３４ｄの特
性例を示す線図である。

【図１６】従来の可変容量形油圧ポンプによる流量・圧
力制御装置の一例を示すブロック図である。

【図１７】同じくそれを改良した従来の流量・圧力制御
装置の異なる例を示すブロック図である。

【符号の説明】

２０ 油圧アクチュエータ部 ２１ 油圧シリン
ダ，射出シリンダ ２２ 三方弁（制御弁） ２３ 増幅器 ２４ 速度センサ（速度検出手段） ２５ 圧力セン
サ（推力検出手段） ２６ タンク ２７ 方向切換弁 ２８ 油圧ポンプ ３０ 速度・推力補
償部 ３１，３２ 偏差検出部 ３３ 第１の補償要
素 ３４，３４′ 第２の補償要素 ３３ａ，３４ａ，３４ａ′ 比例増幅部 ３３ｂ，３４ｂ 積分増幅部 ３３ｃ，３４ｃ 微
分増幅部 ３４ｄ 補正増幅部 ３５ 制御系切換回
路 ３６ 比較器 ３７ スイッチ回路 ３８ 加算回路 ４０ 金型 ４１ 加熱シリンダ ４２ スクリュ ４３ 樹脂 ４５ 方向切換弁 ５１，５２ ウインドコンパレータ回路 Ｖｃ 速度指令値 Ｆｃ 推力指令値 Ｖ シリンダ速度 Ｆ シリンダ推力 Ｖf/b 速度検出値 Ｆf/b 推力検出値 ΔＶ 速度の偏差 ΔＦ 推力の偏差 Ｖｓ 速度の操作量 Ｆｓ 推力操作量 Ｓ 操作量 Ｉｓ 増幅器２３の
出力電流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧シリンダ，油圧モータ等の油圧アク
   チュエータと、該油圧アクチュエータに圧油を供給して
   その動作速度と推力を制御する制御弁と、該制御弁を駆
   動する増幅器と、前記油圧アクチュエータの動作速度を
   検出する速度検出手段と、前記油圧アクチュエータの推
   力を検出する推力検出手段とを備え、 速度指令値と前記速度検出手段による速度検出値との偏
   差を第１の補償要素を介して前記増幅器に入力させて速
   度制御を行なう第１の閉ループ系と、推力指令値と前記
   推力検出手段による推力検出値との偏差を第２の補償要
   素を介して前記増幅器に入力させて推力制御を行なう第
   ２の閉ループ系とを形成すると共に、 前記第１の補償要素の出力と前記第２の補償要素の出力
   のうち値が小さい方の出力を前記増幅器に入力させるよ
   うにして前記第１の閉ループ系と第２の閉ループ系とを
   切り換える制御系切換手段を設けたことを特徴とする油
   圧アクチュエータの速度・推力制御装置。